por la Universidad Hebrea de Jerusalén
A veces, para ver las raíces, hay que mirar hacia arriba.
Las raíces normalmente se asocian con cosas que viven bajo tierra, en la humedad y la oscuridad. Piense en nabos, rábanos y batatas. Sin embargo, muchas plantas hacen sus raíces por encima del suelo. La hiedra usa sus raíces para trepar a los edificios y el poderoso ficus las usa para sostener sus grandes ramas. ¿Qué hace que las plantas formen raíces en el “lugar equivocado”, por así decirlo? Eso sería como si a los humanos nos salieran piernas de los hombros.
En un estudio publicado esta semana en la revista Science , el profesor Idan Efroni y su equipo de la Universidad Hebrea de Jerusalén (HU) encontraron el mecanismo oculto que permite que ocurran las raíces aéreas. Al descomponer el tallo en células individuales , el equipo identificó las células extremadamente raras que, cuando las condiciones están maduras, hacen que las raíces crezcan en el aire.
“Superficialmente, se parecen a otras células vegetales, por lo que evadieron la detección durante tanto tiempo”, explicó Efroni. “Usamos nuevas técnicas para examinar de cerca miles de células, una por una. Sabíamos que al encontrar las células que pueden hacer raíces, podríamos buscar el ‘interruptor’ que las enciende”.
Las plantas forman raíces a partir de pequeños órganos llamados meristemas. Al examinar de cerca estas células únicas , la Dra. Naama Gil-Yarom, investigadora asociada en el laboratorio de HU, pudo atraparlas en el acto de hacer un meristema e identificar los genes que están activos justo en el punto de transición. Un gen en particular se destacó, y cuando el HU Ph.D. El estudiante Moutasem Omary usó CRISPR para eliminar este gen, las plantas perdieron su capacidad de hacer raíces aéreas.
Cuando Efroni y su equipo estudiaron el genoma, se llevaron una sorpresa. Justo al lado del gen que controlaba la producción de raíces aéreas había un gen muy similar. “Lo reconocimos de inmediato a partir de estudios anteriores como el gen que controla la formación de raíces subterráneas”, compartió Efroni, “Recuerdo haber pensado que acabamos de encontrar el eje central que controla la formación de raíces”. De hecho, cuando los investigadores desactivaron todos estos genes, las plantas no pudieron desarrollar ninguna raíz.
Al rastrear la evolución de estos genes, el equipo descubrió que muchos cultivos importantes, como batatas , frijoles, tomates, arroz, maíz y trigo, comparten este sistema dual de control de raíces. “La capacidad de hacer raíces aéreas es muy ventajosa. a la planta”, explicó Efroni. “En caso de que las raíces subterráneas se inunden o dañen, la planta puede desarrollar raíces aéreas y sobrevivir al ataque”, agregó. Las plantas desarrollaron esta habilidad desde el principio y nunca olvidaron cómo hacerlo.
Sin embargo, lo que es útil en la naturaleza puede convertirse en una desventaja en la agricultura. Muchas plantas son injertadas, lo que significa que tienen el sistema de raíces de una planta y el sistema sobre el suelo de otra. Esto permite a los agricultores cultivar plantas resistentes a las enfermedades del suelo. Sin embargo, si en la parte superior del injerto crece una raíz aérea, evitará la resistencia del suelo y hará inútil todo el esfuerzo del injerto. Sin embargo, gracias al descubrimiento de Efroni y su equipo, sabemos a qué genes apuntar y podemos crear plantas sin raíces aéreas, lo que hace que la práctica de injertar sea mucho más efectiva.
Mirando hacia el futuro, el grupo planea modificar el código de ADN en el grupo de control de raíces para hacer sistemas de raíces personalizados por encima y por debajo del suelo. Como concluyó Efroni, “aquí en Israel, para aprovechar al máximo la tierra que tenemos, necesitamos optimizar la forma en que crecen nuestros cultivos alimentarios y utilizan los recursos. Hacer eso es una tarea abrumadora y compleja, pero, paso a paso , estamos llegando”.
